Устройство для управления двухфазным асинхронным электродвигателем Советский патент 1987 года по МПК H02P5/28 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для фазового управления двухфазным асинхронным электродвигателем.

Целью изобретения является упроще- ние и повышение точности регулирования частоты вращения.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - вре- .манные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство для управления двухфазным асинхронным электродвигателем содержит задающий генератор 1, первый и второй усилители 2 и 3 мощности, выходы КОТОРЫХ предназначены для подключения к обмоткам возбуждения и управления двухфазного асинхронного электродвигателя 4, делитель 5 часто- ты, два Т-триггера 6 и 7, логический элемент ЗИ 8, управляемый делитель 9 частоты, RS-триггер 10, логический элемент 2И 11, счетчик-делитель 12, коммутатор 13,

Выход задающего генератора 11 подключен к входу делителя 5 частоты и к первым входам логических элементов

ЗИ 8 и 2И 11. Выход делителя 5 частоты соединен с входом первого Т-триг- гера 6, выход которого соединен с входом второго Т-триггера 7 и с вторым входом логического элемента ЗИ 8. Прямой и инверсный выходы второго Т-триггера 7 подключены к входам первого усилителя 2 мощности, прямой выход второго Т-триггера 7 соединен с третьим входом логического элемента ЗИ 8, выход которого подключен к счетному входу управляемого делителя 9 частоты выходом связанного с S-входом RS-триг- гера 10.

Прямой выход RS-триггера 10 соединен с первым входом коммутатора 13 и с вторым входом логического элемента 2И 11, выходом соединенного с входом счетчика-делителя 12, выход которого подключен к R-входу RS-триггера 10, Инверсньш выход RS-триггера 10 Соединен с вторым входом коммутатора 13 и с управляющим входом управляемого делителя 9 частоты, задающие входы которого предназначены для пода чи управляющего сигнала, входы второго усилителя 3 мощности соединены с выходами коммутатора 13, управляющий вход которого предназначен для подачи сигнала 14 управления.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии RS-триггер 10 и счетчик-делитель 12 находится в нулевом состоянии, при этом на управляющем входе управляемого делителя 9 частоты присутствует .сигнал логической 1, разрешающий его работу.

Задающий генератор 1 вырабатывает импульсы, частота которых равна (фиг. 2а)

3,г

k-f

ЛВ J

5 о 5

0 0

5

0

5

где k - коэффициент пропорциональности;

f.g - рабочая частота асинхронного двигателя 4.

Значения k выбираются из дискретности регулирования сдвига фазы напряжения в обмотке управления относительно напряжения в обмотке возбуждения .

Импульсы частоты f поступают на вход делителя 5 частоты, на первые входы логических элементов ЗИ 8 и 2И 11. На выходе делителя 5 частоты получается последовательность импульсов, частота следования которых равна (фиг, 26). С помощью последовательно включенных первого 6 и вто- рого 7 Т-триггеров обеспечивается получение управляющих импульсов (фиг. 2в, г) 5, которые, воздействуя по входам первого усилителя 2 мощности, управляют формированием разнопо- лярных импульсов для питания обмотки возбуждения асинхронного двигателя 4 (фиг, 2м).

Одновременное поступление сигналов логической 1 с прямых выходов первого 6 (фиг. 2в) и второго 7 Т-триггеров (фиг,2г) на второй и третий входы логического элемента ЗИ 8 разрешают последнему пропускать на свой выход импульсы частоты f(фиг.25е), только в первой четверти периода напряжения обмотки возбуждения.

Полученная пачка импульсов поступает на счетный вход управляемого делителя 9 частоты, коэффициент деления которого соответствует значению кода 15 управления. Число разрядов управляемого делителя 9 частоты равно числу разрядов управляющего кода 15 и определяется требуемой -дискретностью изменения сдвига фазы напряжения управления относительно напряжения возбуждения. Переполнение управляемого делителя 9 частоты может наступить (в зависимости от устанавливаемого коэффициента деления) с приходом на его счетньш вход любого импульса из поступившей пачки, который и определяет величину фазового сдвига.

Рассмотрим случай, когда переполнение управляемого делителя 9 частоты происходит с приходом последнего входного импульса (фиг,2е), т.е. фазовый сдвиг составляет 90°.

При этом RS-триггер 10 устанавливается в единичное состояние, с его инверсного выхода сигнал логического О (фиг.2л) запрещает работу управляемого делителя 9 частоты, а с прямого выхода сигнал логической 1 разрешает логическому элементу 2И 11 пропускать на счетный вход счетчика- делителя 12 импульсы частоты f ,. (фиг. 2з). Счетчик-делитель 12 осуществляет подсчет входных импульсов до его полного заполнения, что по времени соответствует полупериоду напряжения питающей сети.

Импульс переполнения, сформированный на его выходе (фиг. 2и), воз- враш;ает RS-триггер 10 в исходное нулевое состояние (фиг. 2л), при этом снимается запрет на работу управляемого делителя 9 частоты и прекращается поступление импульсов задающего генератора 1 на вход счетчика-делителя 12.

Полученные сигналы единичного уровня с прямого (фиг. 2ж) и инверсного (фиг. 2л) выходов RS-триггера 10 управляют через коммутатор 13 режимов переключения второго усилителя 3 мощности. Сформированные разнополярные импульсы требуемой мощности с выхода

ления изменить очередность следования управляющих импульсов (фиг. 2ж,л) на входы второго ключевого усилителя 3 g мощности, при этом фаза напряжения в обмотке управления скачком изменится на 180° по отношению к няпpяжeн пo возбуждения.

Таким образом, при достаточной про10 стоте реализации предлагаемое устройство позволяет обеспечить заданную точность управления частотой вращения путем увеличения количества разрядов кода управления. А выполнение основ15 ных блоков устройства на цифровых

микросхемах обеспечит ему высокую надежность и стабильность цифрового управления.

20 Формула изобретения

Устройство для управления двухфазным асинхронным электродвигателем, содержащее задающий генератор, первый

25 и второй усилители мощности, выходы которых -предназначены для подключения соответственно к обмоткам возбуждения и управления двухфазного асинхронного электродвигателя, отличающ е30 е с я тем, что, с целью упрощения и повьшения точности регулирования частоты вращения, введены делитель час- тоты, два Т-триггера, логический элемент ЗИ, управляемый делитель частоты,

35 RS-триггер, логический элемент 2И, счетчик-делитель, коммутатор, выход задающего генератора подключен к входу делителя частоты и к первым входам логических элементов ЗИ и 2И, вы40 ход делителя частоты соединен с входом ;первого Т-триггера, выход которого соединен с входом второго Т-триггера и с вторым входом логического элемента ЗИ, прямой и инверсный выходы второго

второго усилителя 3 мощности (фиг.2н) 45 Т-триггера подключены к входам перво- непосредственно запитьшают обмотку уп- го усилителя мощности, прямой выход равления двухфазного асинхронного первого Т-триггера соединен с третьим входом Логического элемента ЗИ,

выход которого подключен к счетному

двигателя 4,

Если изменить значения кода 15 управления, то переполнение управляемо- 50входу управляемого делителя частоты, го -делителя 9 частоты наступит рань-вькод которого соединен с S-входом ше (т.е. фазовый сдвиг будет меньше),RS-триггера, прямой выход которого а работа устройства в дальнейшем свр-соединен с первым входом коммутатора и с вторым входом логического эле- g мента 2И, выходом соединенного с входом счетчика-делителя, выход которого подключен к R-входу RS-триггера, инверсный выход которого соединен с вторым входом коммутатора и

дится к повторению рассмотренного ранее случая.

Для обеспечения реверсирования двигателя необходимо с помощью коммутатора 13 под действием сигнала 14 управления изменить очередность следования управляющих импульсов (фиг. 2ж,л) на входы второго ключевого усилителя 3 мощности, при этом фаза напряжения в обмотке управления скачком изменится на 180° по отношению к няпpяжeн пo возбуждения.

Таким образом, при достаточной простоте реализации предлагаемое устройство позволяет обеспечить заданную точность управления частотой вращения путем увеличения количества разрядов кода управления. А выполнение основных блоков устройства на цифровых

микросхемах обеспечит ему высокую надежность и стабильность цифрового управления.

Формула изобретения

Устройство для управления двухфазным асинхронным электродвигателем, содержащее задающий генератор, первый

и второй усилители мощности, выходы которых -предназначены для подключения соответственно к обмоткам возбуждения и управления двухфазного асинхронного электродвигателя, отличающ ее с я тем, что, с целью упрощения и повьшения точности регулирования частоты вращения, введены делитель час- тоты, два Т-триггера, логический элемент ЗИ, управляемый делитель частоты,

RS-триггер, логический элемент 2И, счетчик-делитель, коммутатор, выход задающего генератора подключен к входу делителя частоты и к первым входам логических элементов ЗИ и 2И, выход делителя частоты соединен с входом первого Т-триггера, выход которого соединен с входом второго Т-триггера и с вторым входом логического элемента ЗИ, прямой и инверсный выходы второго

выход которого подключен к счетному

входу управляемого делителя частоты, вькод которого соединен с S-входом RS-триггера, прямой выход которого соединен с первым входом коммутатовходу управляемого делителя частоты, вькод которого соединен с S-входом RS-триггера, прямой выход которого соединен с первым входом коммутатора и с вторым входом логического эле- мента 2И, выходом соединенного с входом счетчика-делителя, выход которого подключен к R-входу RS-триггера, инверсный выход которого соединен с вторым входом коммутатора и

лителя частоты, задающие входы которого предназначены для подачи управ- ляющего сигнала, входы второго уси

тт

Редактор Л, Гратилло

Составитель С. Позднухов

Техред л.Сердюкова Корректор А. Обручар

Заказ 4243/54. Тираж 659Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушекая наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

коммутатора, управляющий вход которого предназначен для подачи сигнала управления.

It

LJ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для фазового управления двухфазным асинхронным электродвигателем. Целью изобретения является упрощение и повышение точности регулирования частоты вращения. За счет использования делителя частоты 5, двух Т-триггеров 6, 7, логических элементов ЗИ 8, 2И 11, управляемого делителя частоты 9, RS- триггера 10, счетчика-делителя 12 устройство позволяет при достаточной простоте реализации обеспечить заданную точность управления частотой вращения электродвигателя путем увеличения количества разрядов кода управления . Выполнение основных блоков устройства на цифровых микросхемах обеспечивает ему высокую надежность и стабильность цифрового управления. 2 ил. с S (Л с ОВ Р pnrVYX ОУ оо со со 00 ел